免费文献传递   相关文献

加拿大紫荆‘森林火焰’组培快繁技术研究



全 文 :中国农学通报 2011,27(6):64-67
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
加拿大紫荆‘森林火焰’(Cercis canadensis‘Forest
Pansy’)系豆科紫荆属落叶小乔木或灌木,原产美国,
为加拿大紫荆(Cercis canadensis)的一个品种 [1],春季
先开花后展叶,花色艳丽,新叶紫红光亮,是北美地区
广泛应用的景观树种 [2]。组织培养是加快其繁育速
度、加大推广规模的有效途径[3]。国外仅见墨西哥紫
荆(Cercis canadensis‘mexicana’)、东部紫荆(Cercis
canadensis‘eastern’)的微繁报道[4-5],而加拿大紫荆‘森
林火焰’组培繁殖尚未见报道。本试验对加拿大紫荆
‘森林火焰’增殖和生根进行研究,为建立加拿大紫荆
‘森林火焰’离体快繁体系提供依据,同时为加拿大紫
荆‘森林火焰’的推广应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究田间试验于 2010年在山东省果树研究所观
赏园艺研究基地进行,室内试验在山东省果树研究所
观赏园艺实验室进行。
1.2 试验材料
以山东省果树研究所观赏园艺研究基地的加拿大
基金项目:山东省农业良种产业化项目“优良园林绿化彩叶树种引进筛选”。
第一作者简介:李久亮,男,1985年出生,山东德州人,硕士研究生,研究方向为园林植物种质资源评价研究。通信地址:271000山东省泰安市龙潭路
64号山东省果树研究所观赏园艺研究室,Tel:0538-8266350,E-mail:lijiuliang5566@163.com。
通讯作者:苑兆和,男,1963年出生,山东招远人,研究员,博士,主要从事果树与园林植物种质资源评价与遗传育种研究。通信地址:271000山东省
泰安市龙潭路64号山东省果树研究所观赏园艺研究室,Tel:0538-8334070,E-mail:zhyuan88@hotmail.com。
收稿日期:2010-10-20,修回日期:2011-01-10。
加拿大紫荆‘森林火焰’组培快繁技术研究
李久亮 1,2,苑兆和 1,招雪晴 1,尹燕雷 1,朱孟涛 3,吴芳菲 3
(1山东省果树研究所,山东泰安 271000;2山东农业大学林学院,山东泰安 271018;
3临沂市河东区林业局,山东临沂 276034)
摘 要:以加拿大紫荆‘森林火焰’(Cercis canadensis‘Forest Pansy’)当年生嫩枝为试验材料,探讨不同
培养基和植物生长调节剂如6-BA、IBA、NAA、TDZ对试管苗增殖以及生根的影响。结果表明:最适增
殖培养基为DKW+TDZ 0.03 mg/L+PVP 0.5 mg/L;生根培养基为 1/2 MS + IBA 25 mg/L+AC 0.6 mg/L。
此体系中增殖系数可达4.27,生根率73.3%。
关键词:加拿大紫荆‘森林火焰’;组织培养;增殖;生根
中图分类号:S311 文献标志码:A 论文编号:2010-2994
Studies on the Techniques of Tissue Culture and Rapid Propagation
for Cercis canadensis‘Forest Pansy’
Li Jiuliang1,2, Yuan Zhaohe1 , Zhao Xueqing1 , Yin Yanlei1, Zhu Mengtao3, Wu Fangfei3
(1Shandong Institute of Pomology, Tai’an Shandong 271000;
2College of Forestry, Shandong Agricultural University, Tai’an Shandong 271018;
3Forestry Bereau of Hedong District in Linyi City, Linyi Shandong 276034)
Abstract: Young stem sections with buds of Cercis canadensis‘Forest Pansy’were used as explants for
experiment. The effects of culture mediums and PGRs such as 6-BA, NAA, IBA, TDZ on proliferation and
rooting of test-tube plantlets were discussed. The results showed that the medium suitable for proliferation was
DKW+TDZ 0.03 mg/L+PVP 0.5 mg/L, the optimum rooting medium was 1/2 MS+IBA 25 mg/L+AC 0.6 mg/L.
In this system, the highest propagation coefficient was 4.27 and the rooting rate was 73.3%.
Key words: Cercis canadensis‘Forest Pansy’; tissue culture; proliferation; rooting
李久亮等:加拿大紫荆‘森林火焰’组培快繁技术研究
紫荆‘森林火焰’当年生幼嫩枝条为试材。将其剪成
2~3 cm含腋芽的茎段,用洗衣粉水浸泡 20 min,置于
流水下冲洗20~30 min后在无菌操作台上分别用75%
酒精浸泡30 s,0.1%升汞处理5 min,无菌水冲洗5次,
接种于各培养基上。培养温度(25±1)℃,光照时间
14 h/天,光照强度为1500~2000 lx。3周后取其新长出
的腋芽作为无菌外植体。
1.3 试验方法
1.3.1 基本培养基筛选 以1/2 MS、MS、DKW[6]、WPM[7]
为基本培养基,均附加0.01 mg/L TDZ、0.1 mg/L NAA、
0.5 mg/L PVP,将无菌腋芽分别接种到各培养基。每
处理接种5瓶,每瓶接种2个外植体,重复3次,30天后
观察统计增殖情况。
1.3.2 增殖培养基筛选 以DKW为基本培养基,分别
添加不同浓度的 6-BA(1.0、1.5、2.0 mg/L)和 NAA
(0.1、0.2 mg/L)、IBA(0.1、0.2 mg/L)配比,不同浓度
TDZ(0.01、0.03、0.05 mg/L)。以空白培养基为对照,
每处理接种5瓶,每瓶接种2个外植体,重复3次,30天
后统计增殖系数、芽长,观察材料生长状况。
1.3.3 生根培养基筛选 以1/2 MS为基本培养基,附加
不同浓度的 IBA(10、25、40 mg/L)、NAA(10、25、
40 mg/L),AC 0.6 mg/L。选取2 cm左右的长势良好的
无菌苗进行生根培养,以空白培养基为对照,每处理接
种5瓶,每瓶接种2个外植体,重复3次,20天后统计生
根情况。
1.3.4 培养条件与数据统计 以上培养基 pH均为 5.8,
琼脂粉 6.0 g/L,蔗糖 30 g/L。用DPS软件进行数据处
理。
增殖系数= >0.5 cm分化苗总数/接种数
生根率=(生根苗数/接种苗数)×100%
2 结果与分析
2.1 不同基本培养基对加拿大紫荆‘森林火焰’增殖的
影响
4种培养基中增殖结果见表1。由表1可看出,不
同培养基种类对加拿大紫荆‘森林火焰’的增殖影响不
同,其中DKW培养基效果最好(见图 1),增殖倍数高
达4.30,其次是MS培养基(见图2),而WPM与1/2 MS
培养基对增殖影响效果不明显。
2.2 不同生长调节剂配比对加拿大紫荆‘森林火焰’增
殖的影响
启动培养 3周后,将无菌苗剪下转入增殖培养基
中。5天后在含有TDZ的培养基中,无菌苗基部开始
膨大,10天后开始有芽点分化,20天后开始有小芽丛
产生,并伴有愈伤组织形成。而无菌苗在含有 6-BA、
NAA、IBA的培养基中分化芽点的时间较长,且芽点
生长不是很明显。经观察可以发现,在含有 6-BA、
NAA和 IBA培养基上,愈伤组织生长量较少且分化系
数较低,并伴随有较严重的褐化现象。无菌腋芽在含
有较低浓度的 TDZ的培养基上,具有较好的增殖效
果,较短的时间内在基部长出愈伤组织,增殖系数较
高,并且不会出现褐化现象。由表2可知,在所有的处
理中,14号增殖效果最好,增殖系数可达4.27,平均苗
培养基
1/2MS
MS
DKW
WPM
接种数/个
30
30
30
30
增殖数/个
73
121
129
101
增殖系数
2.43
4.03
4.30
3.37
生长情况
生长较弱,有效苗较少
生长健壮,叶片较多,有效苗数少
生长健壮,叶片较多,有效苗数较多
生长一般,叶片少
表1 腋芽增殖情况统计表
图1 加拿大紫荆‘森林火焰’在DKW培养基上的增殖情况 图2 加拿大紫荆‘森林火焰’在MS培养基上的增殖情况
·· 65
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
高 3.58 cm。而在对照的空白培养基上无菌苗没有出
现增殖现象。增殖培养基以DKW + TDZ 0.03 mg/L +
PVP 0.5 mg/L为宜。
2.3 不同生长调节剂对加拿大紫荆‘森林火焰’生根的
影响
将生长健壮、高约 2.0 cm左右的小苗从培养基基
部切下,接种于 1/2 MS培养基上培养,转接后 50天左
右可形成完整小植株。到转接后的第60天,统计生根
情况(表3)。结果表明,生长素能促进试管苗生根,但
生长素种类及其浓度对试管苗生根的效果不同。试管
苗在空白培养基上的生根率最低,只有 5.67%。试管
苗在含有 IBA的培养基上生根效果好于含有NAA的
培养基,其中又以 IBA浓度为25 mg/L效果最好,生根
率、生根数、平均根长等与其他处理都差异极显著。因
此,适宜生根的培养基为 1/2 MS+IBA 25 mg/L+AC
0.6 mg/L。
3 结论与讨论
经过以上的试验,笔者发现适宜加拿大紫荆‘森林火
焰’增殖培养基为DKW+TDZ 0.03 mg/L+PVP 0.5 mg/L,
生根培养基为 1/2 MS+IBA 25 mg/L+0.6 mg/L AC,以
期为品种的规模化育苗提供参考。
植物生长调节剂在试管苗增殖中起重要作用,但不
同生长调节剂在不同植物组培中起的作用不同。加拿
大紫荆‘森林火焰’组培苗有较强的顶端优势,使用细胞
分裂素6-BA,增殖效果并不十分显著,分化芽数少,增殖
系数低,但能促进有效梢的形成,因此6-BA适宜作促梢
培养,不宜作增殖培养,这与师校欣的研究结果一致[8]。
TDZ是一种苯基脲衍生物,具腺嘌呤类细胞分裂素的生
物活性,已广泛应用于木本植物的离体再生研究中,尤
其能显著促进再生难度较大的植物器官再生[9]。本研究
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6-BA/(mg/L)
1.0
1.5
2.0
1.0
1.5
2.0
1.0
1.5
2.0
1.0
1.5
2.0
-
-
-
NAA/(mg/L)
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
IBA/(mg/L)
-
-
-
-
-
-
0.1
0.1
0.1
0.2
0.2
0.2
-
-
-
TDZ/(mg/L)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.01
0.03
0.05
接种腋芽数/个
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
增殖芽数/个
62
85
100
61
64
73
58
82
101
46
59
67
117
128
124
增殖系数
2.07
2.83
3.33
2.03
2.13
2.43
1.93
2.73
3.37
1.53
1.97
2.2
3.9
4.27
4.13
苗高/cm
2.57
2.31
2.17
2.23
2.45
2.14
2.5
2.83
2.91
2.43
2.67
2.6
2.91
3.58
3.03
表2 DKW培养基中不同浓度生长调节剂组合对增殖的影响
处理号
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
生长素/(mg/L)
IBA 10
IBA 25
IBA 40
NAA 10
NAA 25
NAA 40
接种数/个
30
30
30
30
30
30
30
生根率/%
5.67e
53.3cd
79.3a
65.0ab
52.5de
66.7bc
63.3cd
每苗平均根数/cm
1.6d
2.3cd
4.2a
2.5bc
1.9cd
3.2b
1.7cd
平均根长/cm
1.6e
2.3d
3.9a
3.3b
1.2e
3.2bc
2.7cd
表3 植物生长调节剂对加拿大紫荆‘森林火焰’生根的影响
注:LSD显著性检验,不同小写字母表示在0.05水平下差异显著。
·· 66
李久亮等:加拿大紫荆‘森林火焰’组培快繁技术研究
发现,与6-BA相比,TDZ能明显增加加拿大紫荆‘森林
火焰’的出芽数,但却抑制芽点伸长,使能用于生根的
有效苗数急剧减少。在继代过程中交替使用0.03 mg/L
的TDZ和2.0 mg/L的6-BA,可克服TDZ的抑制作用,
获得较多的有效苗。Robert等[10]在研究加拿大紫荆时
也发现使用TDZ利于出芽,而 6-BA利于增加芽苗的
高度。因此,在加拿大紫荆‘森林火焰’增殖过程中,交
替使用TDZ和 6-BA,可有效提高加拿大紫荆的繁殖
效率,同时降低使用TDZ的成本。
预实验中发现加拿大紫荆‘森林火焰’在培养过程
中易发生玻璃化[11]和褐化现象,这与任建武等[11]对刺
槐的研究是一致的,通过添加适宜种类和浓度的激素
可以控制加拿大紫荆‘森林火焰’玻璃化现象,其他一
些方法,如通气、调解pH[12]、改变光照等也能够控制玻
璃化。而对于褐化在含有TDZ培养基中加入PVP能
够缓解褐化,而 PVP在含有 6-BA培养基上对褐化几
乎不起作用。关于褐化现象的解决有待进一步研究。
研究中还发现加拿大紫荆‘森林火焰’与其他一些
豆科植物相似,组培苗较难生根,这与杜鹃等[13]的报道
是相一致的。但通过在含有较高生长素浓度的培养基
上培养,可大大提高其生根率和生根的质量,说明低浓
度的生长素不能很好的刺激组培苗生根。在预试验
中,将小苗直接接种于含有较低生长素(0.1~5.0 mg/L)浓
度的1/2 MS培养基中诱导生根,结果发现随着IBA、NAA
浓度的增加生根率逐渐增大。当IBA浓度为25 mg/L生
根率最高可达79.3,平均根条数4.2条。但当 IBA浓度
超过 40 mg/L时生根率有所下降,且根色出现发黑的
现象。在加有NAA的培养基中预培养,当NAA浓度
为 25 mg/L生根率最高可达 66.7,平均根条数 3.2条,
但当NAA浓度超过40 mg/L时生根率有所下降,这与
朱建峰等[14]关于高浓度的生长素长期存在对根的生长
起到抑制作用的观点一致。同时还观察到,在加有
IBA与NAA的培养基中生根方式不同。在加有 IBA
的培养基中,形成愈伤或形成少量愈伤便可出现根的
分化;在加有NAA的培养基中,根部会在长出一定量
的愈伤后,再在愈伤上生根,根表现出粗短、愈伤化等
畸形现象,后期移栽成活率低。与李云等[15]所做的四
倍体刺槐生根试验得出的结论相似。
参考文献
[1] 王福银,史云光,蔡鸿宇.紫叶加拿大紫荆嫁接育苗技术[J].江苏林
业科技,2008,35(1):46-47.
[2] 张春英,陈淑筠.加拿大紫荆容器育苗研究[J].安徽农业科学,2007,
35(32):10285-10286.
[3] 郭洪启.加拿大紫荆引种繁殖实验 [J].山东林业科技,2005(4):
21-22.
[4] Mackay W A, Tipton J L, Thompson G A. Micropropagation of
Mexican redbud (Cercis Canadensis‘mexicana’) [J]. Plant Cell,
Tissue and Organ Culture, 1995,43(3):295-299.
[5] Geneve R L, Kester S T, Yusnita S. Micropropagation of eastern
redbud (Cercis Canadensis L.) [J]. Plant Cell, Tissue and Organ
Culture, 1992,42(5):417-420.
[6] Driver J A, Kuniyuko A H. In vitro propagation of paradox. Walnut
root stock [J]. HortScience, 1994,79(4):507-509.
[7] Lloyd G, Mccown B. Commercially-feasible micropropagation of
mountain laurel, Kalmia latifolia, by use of shoot-tip culture[J].
Proceeding of International Plant Propagation Society, 1997(30):
421-427.
[8] 师校欣,高仪,杜国强,等.红叶加拿大紫荆离体快繁技术研究[J].西
北植物学报,2008,28(10):2132-2137.
[9] 黄建,马锋旺,樊军锋,等.枣树离体叶片不定芽再生体系建立的研
究[J].西北植物学报,2006,26(5):942-948.
[10] Robert N T, Robert M B, Effin T G. Somatic embryogenesis from
immature embryos of redbud (Cercis Canadensis) [J]. Plant Cell
Reports, 1988(7):148-150.
[11] 任建武.四倍体刺槐试管苗玻璃化研究[J].安徽农业科学,2008,36
(12):4867-4868.
[12] 黄茶英,刘青林.激素、通气和pH值对四倍体刺槐和二乔刺槐离体
生长的影响[J].中南林学院学报,2003,23(5):38-41.
[13] 杜娟,甄志先,王进茂,等.预培养在刺槐试管苗生根中的作用[J].河
北农业大学学报,2007,30(5):57-61.
[14] 朱建峰,杨敏生,王进茂.单叶刺槐组织培养研究[J].北方园艺,2010
(2):175-178.
[15] 李云,田砚亭,钱永强,等.NAA和 IBA对四倍体刺槐试管苗生根影
响及不定根发育过程解剖观察[J].林业科学,2004,40(5):75-80.
·· 67